RU2067042C1 - Трубчатый электрод для дуговой сварки - Google Patents

Трубчатый электрод для дуговой сварки Download PDF

Info

Publication number
RU2067042C1
RU2067042C1 RU9393051081A RU93051081A RU2067042C1 RU 2067042 C1 RU2067042 C1 RU 2067042C1 RU 9393051081 A RU9393051081 A RU 9393051081A RU 93051081 A RU93051081 A RU 93051081A RU 2067042 C1 RU2067042 C1 RU 2067042C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
aluminum
weld metal
boron
titanium
Prior art date
Application number
RU9393051081A
Other languages
English (en)
Other versions
RU93051081A (ru
Inventor
Д.Крокетт Деннис
Дж.Гордиш Рональд
Дж.Куликовски Карл
П.Манз Роберт
Original Assignee
Дзе Линкольн Электрик Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дзе Линкольн Электрик Компани filed Critical Дзе Линкольн Электрик Компани
Publication of RU93051081A publication Critical patent/RU93051081A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2067042C1 publication Critical patent/RU2067042C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3608—Titania or titanates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/3066—Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/3073—Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3606—Borates or B-oxides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

Использование: трубчатый электрод для дуговой сварки в среде защитного газа. Сущность изобретения: электрод включает железосодержащую трубку, заполненную шихтой. Шихта содержит легирующие элементы и ингредиенты для офлюсовывания оксидов и включает, мас.%: 40 - 60 двуокиси титана, 0,3 - 0,5 окиси бора и 1,0 - 5,0 алюминиевого порошка. Алюминиевый порошок обладает большим средством с кислородом, чем другие компоненты шихты. Количество алюминиевого порошка подобрано таким образом, чтобы обеспечить в металле шва содержание титана на уровне 0,02 - 0,08 %, менее 0,002 % бора и менее 0,10 % алюминия. Коэффициент заполнения электрода составляет 14 - 17 %. Шихта может содержать двуокись кремния 2,0 - 4,5 мас.%, марганцевый легирующий компонент 10,0 - 15,0 мас.%, никель 8,0 - 10,0 мас.%. 10 з.п. ф-лы., 2 ил., 7 табл.

Description

Изобретение относится к дуговой сварке с использованием расходуемых стальных электродов, а именно к усовершенствованным трубчатым электродам с газообразующим составом.
Известен трубчатый электрод с применением окиси алюминия в целях регулирования физических свойств жидкого шлака на поверхности наплавленного валика (патент N 4723061, кл. В 23 К 35/22, 1988). Окись алюминия предназначается только для шлакообразования. Большое количество окиси алюминия использовалось в качестве составляющей материала-заполнителя, предназначенной для регулирования текучести шлака. Алюминиевый порошок может применяться для окисления и контролирования шлака. В этом патенте не указывается количество алюминия, затрачиваемое на образование окиси алюминия, поскольку образование окиси алюминия является единственной объявленной целью этого патента.
Известен трубчатый электрод для сварки в среде защитных газов (патент N 4510374, кл. В 23 К 35/00, 1984). И в этом случае в качестве раскислителя применяется алюминий, что является общераспространенной практикой, однако алюминий, применяемый в этом патенте, представлен в форме ферроалюминия или алюминиевого порошка для целей легирования. В этом патенте ферроалюминиевый или алюминиевый порошок попадает в жидкий металл и затем используется как раскислитель. В ходе этой реакции образуется окись алюминия, которая всплывает к поверхности направленного валика и включается в состав шлака на наплавленном валике.
Согласно изобретению введение небольшого количества алюминия в порошкообразной форме в шихту трубчатого электрода способствует снижению выделения дыма и улучшению действия дуги при высоких скоростях подачи проволоки. Выяснено, что присутствие в сердечнике 1,0 5,0 алюминиевого порошка позволяет модифицировать традиционные углеродно-марганцево-кремниевые системы. Обнаружено, что в отличие от общепринятого мнения о технологии применения трубчатых электродов с газообразующим составом присутствие алюминиевого порошка в сердечнике электрода может способствовать приближению прочности на разрыв и ударных характеристик по Шарпи к тем значениям, которые можно получить при сварке сплошной проволокой. Это является конечной целью технологии применения трубчатых электродов. Цель приближения к свойствам, получаемым при сварке сплошной проволокой, достигается путем применения контролируемых количеств алюминиевого порошка в сердечнике трубчатого сварного электрода с газообразующим составом в соответствии с настоящим изобретением. Следовательно, изобретение относится к использованию алюминия в обычной углеродно-марганцево-кремнистой системе трубчатых электродов с газообразующей смесью, в которых он обладает высокой активностью в дуге над расположенным металлом, выполняя требующиеся функции еще до того как его остатки попадут в металл шва. Обнаружено, что алюминий в дуге восстанавливает двуокись титана и окись бора, способствуя попаданию небольшого количества титана и бора в металлической форме в сварочную ванну шва в качестве легирующих элементов. Наблюдается также уменьшение общего содержания азота в направленном металле шва по сравнению с системой C-Mn-Si-Ti. Алюминиевая составляющая в металле сварного шва оказывает в высшей степени благоприятное воздействие. Этот остаточный алюминий используется для снижения содержания свободного азота в металле шва, что является преимуществом, поскольку показатели статической вязкости и раскрытия в вершине трещины наплавленного металла шва быстро ухудшаются по мере увеличения содержания свободного азота в металле шва.
Применяемый в соответствии с изобретением алюминий восстанавливает двуокись титана и/или окись бора в целях образования некоторого количества элементарного титана и/или бора в металле шва. Преимущества титана и бора хорошо известны в применении трубчатых электродов с газообразующим составом. Изобретение полезно также для электрода титана-борного типа. Кроме того, изобретение позволяет путем сочетания окиси бора и контролируемого количества алюминиевого порошка регулировать действительное содержание бора в металле шва. Такой подход лучше, чем использование бора в качестве легирующей добавки в стальной оболочки электрода и легче контролируется, чем применение элементарного бора в сердечнике электрода.
Одной из наиболее важных особенностей изобретения является уменьшение общего содержания азота в металле сварного шва за счет использования алюминия по сравнению с обычной системой C-Mn-Si-Ti при данном содержании азота в трубчатом электроде. Это достигается или путем уменьшения попадания азота в металл шва за счет уменьшения образования окиси азота в дуге, или путем способствования выделению азота из металла шва, когда не допускается образование оксидов металла на поверхности сварного шва.
В соответствии с изобретением остаточное содержание алюминия в металле шва составляет менее 0,1 по весу. Это контролируемое количество алюминия в металле шва достаточно для уменьшения количества свободного азота в наплавленном валике. Уменьшение количества общего и свободного азота в металле шва способствует улучшению его механических свойств. Алюминий вступает в реакцию со свободным азотом и образует нитрид алюминия. Поскольку содержание алюминия и азота в металле сварного шва находится на низком уровне, эти частицы нитрида алюминия образуются с запозданием, вероятно уже в затвердевшем металле шва. Более того, количество этих нитридных включений в металле шва невелико. Оба эти фактора способствуют улучшению ударных свойств металла шва.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения в сердечнике электрода содержится двуокись титана и окись бора. Алюминиевый порошок, находящийся в сердцевине электрода, вступает в зоне, образуемой дугой, в химическую реакцию, направленную на восстановление окиси бора и части двуокиси титана. Это позволяет ввести в металл сварного шва контролируемое количество бора и титана, что обеспечивает оптимальный уровень механических свойств. Преимущества использования этих двух легирующих элементов в металле сварного шва хорошо известны. Изобретение позволяет точно контролировать содержание титана и бора в металле наплавленного валика путем правильного выбора содержания алюминиевого порошка в сердечнике электрода.
Следовательно в материале шихты не требуется присутствие металлического титана, например, в виде ферротитана, и металлического бора.
Увеличение содержания алюминия приведет к росту извлечения титана и бора из двуокиси титана и окиси бора, присутствующих в материале-заполнителе электрода. Содержание титана в металле шва должно составлять 0,020 0,080 по весу. Содержание бора должно составлять по меньшей мере 0,002 по весу и предпочтительно составлять 0,0025 0,0065 по весу. Выбор содержания алюминия, позволяющего получить эти требующиеся характеристики наплавленного металла шва является одним из аспектов изобретения.
Использование алюминия в составе шихты позволяет получить механические свойства, значительно превосходящие те, которые могут быть получены с помощью обычных систем легирования с применением только углерода, марганца и кремния. Этот результат подтверждается сравнением свойств наплавленного валика шва, полученного с помощью рассматриваемого электрода с наплавленным металлом, полученным прежними методами. Применение алюминиевой системы изобретения, ведущее к значительному улучшению механических характеристик, обладает также и другими преимуществами. Как упоминалось выше, содержание азота в наплавленном шве при использовании алюминиевой системы, при одинаковом содержании азота в составе электрода ниже получаемого при использовании обычных систем. Это подтверждается сопоставлением результатов, полученных с помощью настоящего электрода, имеющего достаточное количество алюминия в сердечнике для введения алюминия в металл шва, и электродов, применяемых ранее, в которых алюминий не использовался. Преимуществом изобретения является уменьшение общего содержания азота в металле шва наряду с наличием титана и бора для легирования металла шва путем восстановления алюминием двуокиси титана и бора в зоне реакции над металлом шва. Предполагается, что общее содержание азота в металле шва уменьшается путем соединения алюминия в зоне дуги с находящимся в этой зоне кислородом. Следовательно, кислород не может поглотить азот, образуя окись азота, являющуюся соединением, вносящим азот в металл шва. Кроме того, кислород, находящийся в зоне реакции над металлом шва, образует FeO. Этот оксид образует слой на поверхности сварочной ванны. Этот слой препятствует выделению азота из кристаллизующегося металла шва. Следовательно, барьер из оксида железа вызывает повышения содержания азота в металле шва. Применение алюминия, являющееся предметом изобретения, способствует предупреждению образования оксида железа как слоя или барьера на поверхности сварочной ванны.
Поскольку изобретение позволяет получить металл сварочного шва с более низким содержанием азота, чем обычная система трубчатых электродов с газообразующим составом, изобретение приводит к созданию сварочного процесса, менее чувствительного к отсутствию защитного газа. В прошлом применением электродов, предназначенных для использования в среде защитного газа, представляло серьезную проблему при прекращении поступления защитного газа. Металл поглощал из атмосферы большое количество азота. Это вело к соответствующему снижению статической вязкости направленного металла шва. Масштабы этого вредного явления уменьшаются при использовании в сердцевине электрода алюминиевого порошка для поглощения азота и кислорода в дуге над жидким металлом, не допуская таким образом попадания азота в жидкий металл даже при неожиданном исчезновении оболочки защитного газа, окружающей электрод.
Результатом изобретения является создание трубчатого электрода, предназначенного для применения в среде защитного газа и позволяющего получить наплавленный металл необходимого химического состава в том отношении, в котором это касается титана и/или бора, и обеспечивающего получение более плотного сварного шва. В обычных системах применение легирующих элементов типа титана и бора в небольших контролируемых количествах в сердечнике электрода осуществляется только с большой осторожностью, чтобы не допустить ликвации и варьирования химического состава наплавленного металла сварного шва по его длине.
Применение изобретения позволяет с большей легкостью вводить в небольших количествах титан и бор в металл шва, что предупреждает указанное отрицательное воздействие на металл шва.
Применение изобретения позволяет производить стальную оболочку электрода из непрерывнолитой стали. В прошлом эта дешевая сталь не могла применяться для производства трубчатых электродов с газообразующим составом, поскольку в состав этой стали входило определенное количество азота и алюминия.
Изобретение позволяет использовать непрерывнолитую сталь, содержание азота в которой выше, поскольку алюминий, включенный в электрод, снизит поступление азота в металл шва и свяжет остаток свободного азота в частицах нитрида алюминия.
Основным объектом внимания при использовании трубчатых электродов с газообразующим составом является получение высокого уровня прочности, который достигается при доведении содержания марганца и кремния в наплавленном металле до значения, оптимального для нужных ударных характеристик. Присутствие марганца и кремния в металле шва позволяет получить относительно высокую прочность, если они используются в количествах, требующихся для получения необходимых ударных характеристик. Это проблема становится особенно серьезной, когда электроды предназначены для использования с защитным газом в виде углекислого газа, но в действительности используются с защитным газом в виде смеси на основе азота. Такие смеси обеспечивают более высокую прочность за счет более высокого усвоения марганца и кремния металлом шва. В результате уровень прочности превысит требующийся уровень прочности, соответствующий нужным ударным характеристикам системы марганца и кремния. При использовании изобретения прочность металла сварного шва значительно снижается по сравнению с той, которая получается для обычной системы марганца и кремния. Следовательно, если электрод предназначен для использования с углекислым газом в качестве защитного газа, а на деле в качестве защитного газа применяются смеси на основе азота, прочность не превысит требуемых параметров. Это явление подтверждается при сопоставлении наплавленного металла сварного шва, полученного новым электродом с металлом, полученным с помощью обычного электрода. Присутствие в сердечнике алюминия, контролируемого в соответствии с изобретением, дает нам механизм ограничения уровня прочности наплавленного металла шва, обеспечивая уровень содержания марганца и кремния, необходимый для получения высоких ударных характеристик. Можно полагать, что снижение уровня прочности при использовании изобретения получается от наплавления шва с меньшим количеством микровключений, чем это имеет место при стандартной обычной углеродо-марганцево-кремниевой системе. Эти включения служат торможению скольжения внутренних пластинок и повышению прочности полученного металла шва.
Другим преимуществом изобретения является то, что благодаря присутствию алюминия в шихте, разработанные электроды оказываются менее чувствительными к влаге и смазочным загрязнениям, что другие электроды, применяемые при сварке в среде защитного газа. Эта пониженная чувствительность к влаге обеспечивает также более низкое содержание водорода при данном уровне влажности электрода. Следовательно, изобретение снижает потребности в прокаливании электродов с целью удаления влаги.
Алюминиевый порошок в электродах нового типа способствует снижению содержания оксидов железа в сварочном дыму и, таким образом, снижению выделения дыма.
Таким образом, в соответствии с изобретением предлагается трубчатый электрод для дуговой сварки в среде защитного газа.
Электрод содержит железосодержащую оболочку, заполненную шихтой, которая включает легирующие элементы и оксидные флюсовые ингредиенты вместе с 1,0 - 5,0 алюминиевого порошка, причем алюминиевый порошок имеет большее средство с кислородом, чем легирующие элементы или оксидные флюсовые ингредиенты в материале-заполнителе. Количество алюминиевого порошка подбирается таким образом, чтобы содержание алюминия в металле полученного шва не превышало 0,10 Правильный выбор количества алюминиевого порошка, достаточного для получения незначительного уровня содержания остаточного алюминия для легирования позволяет снизить содержание азота в металле шва и произвести раскисление легирующих элементов в зоне реакции дуг над металлом шва.
В соответствии с другим аспектом изобретения в шихте предусматривается содержание 40 60 двуокиси титана, а количество алюминиевого порошка подбирается таким образом, чтобы обеспечить содержание титана в металла шве на уровне 0,02 0,08
В соответствии с другим аспектом изобретения, шихта включает окись бора в количестве 0,3 0,5 мас. а алюминий подбирается таким образом, чтобы обеспечить содержание бора в металле шва на уровне по меньшей мере 0,002 по весу. Предпочтительным является содержание бора в металле шва в пределах 0,0025 0,0065 по весу.
Еще одним аспектом изобретения является введение в шихту двуокиси титана и окиси бора, с получением металла шва, в котором соотношение содержания титана и бора находится в диапазоне (9,0 11,0):1. Предпочтительным является соотношение 10:1.
На фиг.1 изображен схематически в разрезе электрод, изготовленный в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, и иллюстрируется зона реакции, применяемая в практике реализации изобретения.
На фиг. 2 изображен график, показывающий зависимость между уменьшением содержания азота в металле шва и ударными характеристиками металла валика шва или соединения.
На фиг.1 показан расходуемый электрод 1, имеющий внешнюю стальную оболочку, изготовленную из низкоуглеродистой стали, предпочтительное содержание углерода в которой должно быть ниже 0,07 по весу. Электрод 1 применяется в среде защитного газа 2, которым ради дешевизны предпочтительно может быть двуокись углерода, однако могут применяться смеси защитного газа с такими компонентами как кислород, гелий, аргон и т.п. Внутри сердечника 3 электрода 1 помещается зернистый материал в форме легирующих элементов, флюсов и других составляющих, необходимых для образования на поверхности сварочной ванны 4 слоя шлака после возникновения дуги 5 между кончиком электрода 1 и металлом сварочной ванны 4. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения сердечник 3 включает алюминиевый порошок, схематически показанный в виде частиц 6, рассеянных в сердечнике, на долю которого приходится по весу 1,0 5,0 материала-заполнителя, составляющего сердечник 3.
Металлический алюминий из сердечника 3 вступает в реакцию в дуге 5 в зоне, обозначенной как зона реакции 7.
Как уже указывалось, алюминий, находящийся в материале сердечника, способствует снижению содержания общего и свободного азота в металле шва. Как известно, присутствие азота в металле шва оказывает отрицательное воздействие на его ударные характеристики. Фиг.2 иллюстрируют эту концепцию, при которой увеличение общего содержания азота в наплавленном металле шва ведет к снижению ударной вязкости образца с надрезом. Алюминий из материала сердечника снижает кислородный потенциал в зоне 7, уменьшая образование оксидов азота и, следовательно, уменьшая захват азота металлом шва. Алюминий, остающийся в соответствии с настоящим изобретением после реакции в зоне дуги 7, попадает в металла шва, когда он находится в расплавленном состоянии и соединяется со свободным азотом, образуя нитрид алюминия. Таким образом, большая часть азота в металле шва оказывается в связанной форме нитрида. Таким образом, алюминий и азот при использовании изобретения не оказывают значительного отрицательного влияния на прочностные и ударные характеристики металла сварного шва.
До сих пор полагали, что алюминий не может использоваться в сварочном трубчатом электроде с газообразующим составом без ухудшения механических свойств полученного наплавленного материала шва. Когда применяли электроды, специально предназначенные для использования в среде защитного газа, до сих пор считалось, что избыточный, остаточный алюминий в элементарной форме, находящийся в металле шва, образует нежелательные микроструктуры.
Сущностью изобретения является получение некоторого количества остаточного алюминия в металле шва путем тщательного контролирования содержания алюминия в сердечнике.
Алюминий в сердечнике находится в форме порошка металлического алюминия, так что он непосредственно и немедленно вступает в реакцию с составляющими сердечника 3 в зоне реакции 7. Ферроалюминий и другие сплавы алюминия вступает в реакцию после попадания в расплав сварочной ванны 4. Эти сплавы обычно не вступают в реакцию в зоне 7, как ожидается согласно изобретению.
Изобретение применяется в первую очередь с трубчатыми расходуемыми электродами, содержащими двуокись титана, однако, изобретение может быть также использовано в трубчатых электродах с основным сердечником.
Алюминиевый порошок в первую очередь предназначен для использования в трубчатых электродах титано-борного типа, специально сконструированных для применения в среде защитного газа. Это является специализированной технологией. Сочетание титана и бора в металле шва снижает содержание доэвтектоидного феррита по границам зерен аустенита. Кроме того, титан образует тонкий игольчатый феррит в бывших аустенитных зернах. Титан, бор и алюминий снижают содержание свободного алюминия в системе. Таким образом, титан, бор и алюминий, являющиеся результатом использования изобретения, все способствуют легированию системы с улучшением прочности и ударных характеристик. Предпочтительные варианты осуществления изобретения иллюстрируются электродами А Е, в которых применяется никель. Никель улучшает пластичность при более низких температурах, однако в изобретении могут быть применены и другие легирующие элементы.
В прошлом титано-борные трубчатые электроды с газообразующим составом обеспечивали содержание в металле шва небольшого количества бора. Бор может быть введен в металл шва с помощью различных механизмов. В соответствии с одним из аспектов изобретения, бор включается в сердечник в форме оксида бора. Он восстанавливается содержащимся в сердечнике алюминиевым порошком, способствуя последующему легированию бором металла наплавленного валика. Как хорошо известно, бор сдвигает кривую первичного феррита вправо. Алюминий образует нитриды и оксиды. Титан защищает бор от окисления по границам зерен. Бор является нитридообразователем, но титан в большей степени чем бор или алюминий способен к образованию соединений с азотом. Однако алюминий является более сильным раскислителем и именно в этом заключается преимущество предлагаемой системы.
В предпочтительном варианте осуществления наплавленный валик накладывается между двумя листами из стали А537 толщиной 2 дюйма (50 мм), причем предполагается, что кромки листов образуют входной угол 50o, а листы располагаются таким образом, что нижние более острые кромки разведены на расстояние 1/4 дюйма (6,4 мм). Листы предварительно нагревают до 212oF (100oC), и между каждым проходом температуре ранее наплавленного валика позволяет опуститься приблизительно до 325oF (163oC).
При девяти проходах с применением электродов А, В, С, D и Е описанных ниже, были получены значения ударной вязкости (табл.1).
Наплавленный валик, полученный с помощью варианта осуществления, электрода А, имеет химический состав, представленный в табл.2.
Наплавленный валик, полученный с помощью варианта осуществления, электрода В, имеет химический состав, представленный в табл.3.
Наплавленный валик, полученный с помощью варианта осуществления, электрода С, имеет химический состав, представленный в табл.4.
Наплавленный валик, полученный с помощью варианта осуществления, электрода D имеет химический состав, представленный в табл.5.
Наплавленный валик, полученный с помощью варианта осуществления, электрода Е, имеет химический состав, представленный в табл.6.
Эти образцы применения изобретения были получены путем использования следующих электродов, стальная часть которых имела форму трубки из низкоуглеродистой стали (<0,07), а сердцевина была заполнена флюсом, состоящим из следующих ингредиентом (мас.), представленных в табл.7.
Типичными параметрами сварки указанными электродами были:
а) электроды диаметром 0,045 дюйма (1,1 мм),
б) положительная полярность электрода постоянного тока,
в) вылет электрода 3/4 дюйма (19 мм),
г) заполнение электрода составляет 14 17 от общей массы электрода,
д) скорость подачи проволоки составляет приблизительно 275 дюймов/мин (8 м/мин).
Электроды А-Е изготовлены в соответствии с изобретением и в их сердцевине используется алюминиевый порошок в целях улучшения физических свойств металла шва с использованием некоторых никелевых расходуемых электродов.
Электроды, применяемые в соответствии с изобретением, включают легирующие элементы, такие как алюминий, марганец, никель, кадмий, кремний, цирконий и железо. В системе флюсов могут быть использованы также и другие легирующие элементы. Различные виды легирующих элементов ограничиваются только теми, которые обладают меньшим сродством с кислородом и азотом по сравнению с алюминием. Алюминиевый порошок предназначен для того, чтобы быть главным раскислителем и денитратом системы флюсов, с тем, чтобы быть главным раскислителем и денитратом системы флюсов, с тем, чтобы добиться требуемого выделения легирующих металлов в металле шва при одновременном уменьшении выделения уменьшении выделения дыма в процессе сварки. Легирующие элементы, такие как магний или сплавы магния, которые обладают большим сродством с кислородом или азотом по сравнению с алюминиевым порошком, оказывают отрицательное воздействие и мешают протеканию реакций с алюминиевым порошком, происходящих в зоне реакции 7. Отрицательное воздействие магния, сплавов магния и/или других легирующих элементов, обладающих большим сродством с кислородом и азотом по сравнению с алюминием вызывает усиление выделения дыма и усиление разбрызгивания в процессе сварки и/или снижение качества наплавленного валика. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4

Claims (11)

1. Трубчатый электрод для дуговой сварки в среде защитных газов, включающей железосодержащую оболочку, заполненную порошкообразной шихтой, содержащей двуокись титана, легирующие элементы и раскислители, преимущественно алюминий, отличающийся тем, что шихта содержит 40 60 мас. двуокиси титана и 1,0 5,0 мас. алюминиевого порошка, при этом в качестве легирующих и раскислителей использована группа элементов, среди которых алюминий имеет наибольшее сродство к кислороду для обеспечения содержания в металле шва титана 0,02 0,08 мас. и алюминия не более 0,10 мас.
2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что масса шихты составляет 14 17% от общей массы электрода.
3. Электрод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что шихта содержит дополнительно окись бора в количестве 0,3 0,5 мас. при этом содержание бора в металле шва составляет не менее 0,002 мас.
4. Электрод по пп. 1 3, отличающийся тем, что отношение содержания титана к содержанию бора в металле шва (9 11):1.
5. Электрод по п.4, отличающийся тем, что отношение содержания титана к содержанию бора в металле шва составляет 10:1.
6. Электрод по пп. 1 5, отличающийся тем, что содержание двуокиси титана в шихте составляет 50 60 мас.
7. Электрод по пп. 1 6, отличающийся тем, что шихта включает двуокись кремния 2,0 4,5 мас.
8. Электрод по пп. 1 7, отличающийся тем, что в качестве легирующего шихта включает не менее 10 мас. марганцевого легирующего компонента.
9. Электрод по п.8, отличающийся тем, что шихта содержит 10-15 мас. марганцевого легирующего компонента.
10. Электрод по пп. 1-9, отличающийся тем, что в качестве легирующего элемента шихта содержит никель.
11. Электрод по п.10, отличающийся тем, что шихта содержит никель в количестве 8,0 10,0 мас.
RU9393051081A 1992-11-16 1993-11-15 Трубчатый электрод для дуговой сварки RU2067042C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US977086 1992-11-16
US07/977,086 US5365036A (en) 1992-06-22 1992-11-16 Flux cored gas shielded electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93051081A RU93051081A (ru) 1996-09-10
RU2067042C1 true RU2067042C1 (ru) 1996-09-27

Family

ID=25524799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9393051081A RU2067042C1 (ru) 1992-11-16 1993-11-15 Трубчатый электрод для дуговой сварки

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5365036A (ru)
JP (1) JP2597950B2 (ru)
KR (1) KR970006328B1 (ru)
CN (1) CN1034791C (ru)
NO (1) NO934121L (ru)
RU (1) RU2067042C1 (ru)
TR (1) TR28370A (ru)
TW (1) TW256801B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622476C2 (ru) * 2012-10-09 2017-06-15 Дзе Эсаб Груп, Инк. Сварочный электрод с сердечником из низкомарганцевого флюса и газообразующим покрытием (варианты)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5857141A (en) * 1996-06-11 1999-01-05 Illinois Tool Works Inc. Metal-core weld wire for welding galvanized steels
US5824992A (en) * 1996-06-11 1998-10-20 Illinois Tool Works Inc. Metal-core weld wire with reduced core fill percentage
CN1068270C (zh) * 1999-01-12 2001-07-11 冶金工业部钢铁研究总院 高韧性全位置焊接用气保护药芯焊丝
US6933468B2 (en) 2000-10-10 2005-08-23 Hobart Brothers Company Aluminum metal-core weld wire and method for forming the same
US6787736B1 (en) * 2002-01-13 2004-09-07 Hobart Brothers Company Low carbon high speed metal core wire
US6835913B2 (en) * 2003-03-03 2004-12-28 Hobart Brothers Company Hardsurfacing welding wire and process
US10532435B2 (en) * 2003-06-17 2020-01-14 Hobart Brothers Llc Filler composition for high yield strength base metals
US7053334B2 (en) * 2004-03-01 2006-05-30 Lincoln Global, Inc. Electric arc welder system with waveform profile control
US7842903B2 (en) * 2005-10-31 2010-11-30 Lincoln Global, Inc. Short arc welding system
US20070221643A1 (en) * 2004-04-29 2007-09-27 Lincoln Global, Inc. Gas-less process and system for girth welding in high strength applications including liquefied natural gas storage tanks
US8759715B2 (en) 2004-10-06 2014-06-24 Lincoln Global, Inc. Method of AC welding with cored electrode
US9333580B2 (en) * 2004-04-29 2016-05-10 Lincoln Global, Inc. Gas-less process and system for girth welding in high strength applications
US8704135B2 (en) 2006-01-20 2014-04-22 Lincoln Global, Inc. Synergistic welding system
US7166817B2 (en) * 2004-04-29 2007-01-23 Lincoln Global, Inc. Electric ARC welder system with waveform profile control for cored electrodes
AT500494B1 (de) * 2004-05-27 2006-12-15 Boehler Schweisstechnik Zusatzwerkstoff für fügeverbindungen und verfahren zu dessen herstellung
US8168922B2 (en) * 2004-10-18 2012-05-01 Lincoln Global, Inc. Self-shielded flux cored electrode
US20060096966A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Lincoln Global, Inc. Self-shielded flux cored electrode for fracture critical applications
US7807948B2 (en) * 2005-05-16 2010-10-05 Lincoln Global, Inc. Cored welding electrode and method of manufacturing the same
US20060261053A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Lincoln Global, Inc. Flux cored, gas shielded welding electrode
US8519303B2 (en) 2005-05-19 2013-08-27 Lincoln Global, Inc. Cored welding electrode and methods for manufacturing the same
US20060266799A1 (en) * 2005-05-31 2006-11-30 Lincoln Global, Inc. Slag detachability
US8624163B2 (en) * 2005-06-01 2014-01-07 Lincoln Global, Inc. Modified flux system
US20060278629A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Western Industries, Inc. Electronically controlled outdoor warmer
US7989732B2 (en) * 2005-06-15 2011-08-02 Lincoln Global, Inc. Method of AC welding using a flux cored electrode
US7812284B2 (en) 2005-07-12 2010-10-12 Lincoln Global, Inc. Barium and lithium ratio for flux cored electrode
US20070051716A1 (en) * 2005-09-06 2007-03-08 Lincoln Global, Inc. Process for manufacturing packaged cored welding electrode
CA2561271C (en) 2005-10-31 2010-06-01 Lincoln Global, Inc. Synergistic welding system
US8664567B2 (en) 2006-02-09 2014-03-04 Lincoln Global, Inc. Metal cored wire
US8269144B2 (en) 2006-02-21 2012-09-18 Lincoln Global, Inc. High strength stick electrode
US9095919B2 (en) * 2006-02-21 2015-08-04 Lincoln Global, Inc. Stick electrode
US8153934B2 (en) * 2006-09-15 2012-04-10 Lincoln Global, Inc. Saw flux system for improved as-cast weld metal toughness
CN101239429B (zh) * 2007-02-05 2011-08-17 天津三英焊业股份有限公司 一种低烟尘高抗裂性全位置药芯焊丝及其制备方法
US8907248B2 (en) 2007-05-03 2014-12-09 Illinois Tool Works Inc. Aluminum deoxidizing welding wire
JP5207994B2 (ja) * 2008-03-26 2013-06-12 日鐵住金溶接工業株式会社 Ａｒ−ＣＯ２混合ガスシールドアーク溶接用メタル系フラックス入りワイヤ
US20100084388A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Lincoln Global, Inc. Welding electrode and method of manufacture
JP5207933B2 (ja) * 2008-11-21 2013-06-12 株式会社神戸製鋼所 シーム有りフラックス入りワイヤ用帯鋼及びシーム有りフラックス入りワイヤの製造方法
CN101559541B (zh) * 2009-05-19 2011-06-08 武汉钢铁(集团)公司 气保焊焊缝合金化的实验方法及其装置
US8395071B2 (en) 2010-04-02 2013-03-12 Lincoln Global, Inc. Feeding lubricant for cored welding electrode
CN102139424A (zh) * 2011-03-21 2011-08-03 北京工业大学 一种焊渣可循环利用的气保护药芯焊丝
US9707643B2 (en) * 2012-04-17 2017-07-18 Hobart Brothers Company Systems and methods for welding electrodes
US10898966B2 (en) * 2012-05-24 2021-01-26 Hobart Brothers Llc Systems and methods for low-manganese welding wire
US10906135B2 (en) * 2012-05-24 2021-02-02 Hobart Brothers Llc Systems and methods for low-manganese welding wire
US9527152B2 (en) 2012-07-30 2016-12-27 Illinois Tool Works Inc. Root pass welding solution
US20140263194A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Lincoln Global, Inc. Cored non-arc consumable for joining or overlaying and systems and methods for using cored non-arc consumables
US9895774B2 (en) 2013-05-08 2018-02-20 Hobart Brothers Company Systems and methods for low-manganese welding alloys
US9844838B2 (en) 2013-05-08 2017-12-19 Hobart Brothers Company Systems and methods for low-manganese welding alloys
US9475154B2 (en) 2013-05-30 2016-10-25 Lincoln Global, Inc. High boron hardfacing electrode
CN104889606A (zh) * 2015-06-15 2015-09-09 赵兰 一种复合焊条
CN104889607A (zh) * 2015-06-15 2015-09-09 赵兰 覆铜焊条及其制造方法
CN104999194B (zh) * 2015-08-13 2017-06-30 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 一种镀铝不锈钢焊接用药芯焊丝
US11285559B2 (en) 2015-11-30 2022-03-29 Illinois Tool Works Inc. Welding system and method for shielded welding wires
US10722986B2 (en) 2015-12-11 2020-07-28 Hobart Brothers Llc Systems and methods for low-manganese welding wire
CN106425161A (zh) * 2016-12-15 2017-02-22 昆山京群焊材科技有限公司 一种适用于焊接后做应力消除处理的50公斤级药芯焊丝
US11426824B2 (en) 2017-09-29 2022-08-30 Lincoln Global, Inc. Aluminum-containing welding electrode
US11529697B2 (en) * 2017-09-29 2022-12-20 Lincoln Global, Inc. Additive manufacturing using aluminum-containing wire
KR102201401B1 (ko) * 2019-04-15 2021-01-08 연세대학교 산학협력단 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어
CN114833486B (zh) * 2021-01-30 2024-06-18 南京理工大学 一种中大直径螺柱拉弧式螺柱焊助焊剂

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS516096B1 (ru) * 1967-01-23 1976-02-25
US3702390A (en) * 1970-02-10 1972-11-07 Murex Welding Processes Ltd Arc welding
US4186293A (en) * 1978-05-08 1980-01-29 The Lincoln Electric Company Cored type welding electrode
JPS5915756B2 (ja) * 1979-09-04 1984-04-11 株式会社神戸製鋼所 ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ
JPS5772795A (en) * 1980-10-27 1982-05-07 Nippon Steel Corp Composite wire for gas shilded arc welding
JPS58119490A (ja) * 1982-01-09 1983-07-15 Nippon Steel Corp ガスシ−ルド溶接用複合ワイヤ
JPS591518A (ja) * 1982-06-29 1984-01-06 Mitsubishi Rayon Co Ltd 低吸湿性メタクリル系樹脂板の製造方法
JPS5915756A (ja) * 1982-07-19 1984-01-26 Aichi Electric Mfg Co Ltd 電気湯沸装置
JPS5944159A (ja) * 1982-09-07 1984-03-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電話機のサ−ジ防護回路
JPS59104291A (ja) * 1982-12-06 1984-06-16 Kobe Steel Ltd ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ
JPS6057956A (ja) * 1983-09-09 1985-04-03 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体用ヒ−トパイプ放熱器
JPS60221197A (ja) * 1984-04-16 1985-11-05 Nippon Steel Corp 硬化肉盛用ガスシ−ルドフラツクス入りワイヤ
US4723061A (en) * 1986-07-31 1988-02-02 The Lincoln Electric Company Gas shielded, flux cored, welding electrode
JPS63273594A (ja) * 1987-04-30 1988-11-10 Nippon Steel Corp ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ
US4833296A (en) * 1987-12-29 1989-05-23 The Lincoln Electric Company Consumable welding electrode and method of using same
JP2628754B2 (ja) * 1989-07-05 1997-07-09 株式会社神戸製鋼所 Ｃｒ系ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ
US4999478A (en) * 1989-10-23 1991-03-12 Alloy Rods Global, Inc. Metal cored electrode
JPH03291192A (ja) * 1990-04-04 1991-12-20 Nippon Steel Corp ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH05269592A (ja) * 1992-03-25 1993-10-19 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
US5233160A (en) * 1992-06-22 1993-08-03 The Lincoln Electric Company Cored electrode with fume reduction

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США № 4723061, кл. В 23 К 35/22, 1988. Патент США № 4510374, кл. В 23 К 35/00, 1984. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622476C2 (ru) * 2012-10-09 2017-06-15 Дзе Эсаб Груп, Инк. Сварочный электрод с сердечником из низкомарганцевого флюса и газообразующим покрытием (варианты)
US10316395B2 (en) 2012-10-09 2019-06-11 The Esab Group, Inc. Low-manganese gas-shielded flux cored welding electrodes
US11136654B2 (en) 2012-10-09 2021-10-05 The Esab Group Inc. Low-manganese gas-shielded flux cored welding electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
EP0600293A2 (en) 1994-06-08
KR970006328B1 (ko) 1997-04-25
NO934121L (no) 1994-05-18
JPH06210491A (ja) 1994-08-02
TW256801B (ru) 1995-09-11
AU648477B1 (en) 1994-04-21
KR940011114A (ko) 1994-06-20
CN1090804A (zh) 1994-08-17
CN1034791C (zh) 1997-05-07
NO934121D0 (no) 1993-11-15
JP2597950B2 (ja) 1997-04-09
US5365036A (en) 1994-11-15
TR28370A (tr) 1996-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2067042C1 (ru) Трубчатый электрод для дуговой сварки
US5233160A (en) Cored electrode with fume reduction
KR100733806B1 (ko) 코어드 용접봉, 및 용접 비드를 형성하는 방법
KR100769100B1 (ko) 가스 트랙킹의 발생이 감소되는 용접 비드를 형성하는 코어드 용접봉 및 이러한 용접 비드를 형성하는 방법
US3177340A (en) Flux-cored electrode and process of welding
US4571480A (en) Flux cored wire electrodes for self-shielded arc welding
US4282420A (en) Welding electrode
JP4209913B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
US3221136A (en) Method and electrode for electric arc welding
US3924091A (en) Welding method and materials
US4066478A (en) Basic agglomerated flux with a high cao content for the welding of ordinary or low alloy steels
JP2679880B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH08257785A (ja) 鋼溶接部の耐低温割れ性を改善するアーク溶接用フラックス入りワイヤ
CA1175916A (en) Flux-cored gas-shielded welding electrode
US4719330A (en) Welding electrode
JP2009018337A (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPH0242313B2 (ru)
JP2668125B2 (ja) 亜鉛メッキ鋼板の溶接方法
US4340805A (en) Welding electrode with a fluoride based slag system
CA2109271C (en) Flux cored gas shielded electrode
EP0600293A1 (en) Flux cored gas shielded electrode
JPH0542390A (ja) ９Ｃｒ系鋼溶接用低水素系被覆アーク溶接棒
JP2762658B2 (ja) 極高真空機器用オーステナイト系ステンレス鋼のｔｉｇ溶接用フラツクス複合ワイヤ
SU821107A1 (ru) Состав порошковой проволоки
JP3103942B2 (ja) 多層盛およびｘ開先継手溶接用エレクトロガスアーク溶接用複合ワイヤ